【產(chǎn)通社，1月15日訊】中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所（Shanghai Institute of Ceramics of the Chinese Academy of Sciences，SICCAS）官網(wǎng)消息，其王家成研究員（通訊作者）和復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院盧紅亮教授（通訊作者）和張衛(wèi)教授（通訊作者）近日研制了一種仿皮膚式柔性壓力傳感器，基于此傳感器，有望實(shí)現(xiàn)盲文的智能識(shí)別。該研究成果以“A Skin-Like Sensor for Intelligent Braille Recognition”為題發(fā)表在國(guó)際著名期刊Nano Energy上（doi: 10.1016/j.nanoen.2019.104346，IF=15.548）。上海硅酸鹽所-復(fù)旦大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生趙學(xué)峰為該論文第一作者。 　  

視障人士尤其是盲人信息獲取障礙問(wèn)題是當(dāng)今社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織公布的數(shù)據(jù)，全世界盲人總數(shù)約為4000萬(wàn)，其中中國(guó)是盲人人數(shù)最多的國(guó)家。盲文是視障人士和盲人的一種重要的交流工具，在現(xiàn)有的盲文識(shí)別方法中，盲文特征點(diǎn)的提取通常是手工進(jìn)行的，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法保證提取特征的有效性，同時(shí)識(shí)別精度往往很低，抗干擾能力也較差。因此，開(kāi)發(fā)一種高精度、實(shí)用的盲文識(shí)別裝置具有重要意義。隨著柔性電子技術(shù)的發(fā)展，可穿戴設(shè)備、仿生電子皮膚等智能傳感領(lǐng)域逐漸成為研究者的探索熱點(diǎn)，柔性傳感技術(shù)的實(shí)現(xiàn)顛覆了人們對(duì)傳統(tǒng)傳感器件形態(tài)和功能的認(rèn)知。其中，電子皮膚是通過(guò)電學(xué)信號(hào)的集成與反饋來(lái)模擬人體皮膚感受外界刺激（壓力、溫度、濕度）的新型電子器件。 　  

在該研究中，基于人體皮膚結(jié)構(gòu)，科研人員提出了一種仿皮膚式的柔性壓力傳感器，并將其應(yīng)用于智能盲文識(shí)別。該傳感器由三個(gè)主要部分組成，分別對(duì)應(yīng)于人體皮膚的三個(gè)部分（表皮、真皮和皮下組織）。頂部基質(zhì)為荷葉棘突隨機(jī)高斯分布的力信號(hào)感知層，與表皮結(jié)構(gòu)形態(tài)相似。這種微結(jié)構(gòu)對(duì)于提高靈敏度、測(cè)量和識(shí)別弱力是必不可少的。中間導(dǎo)電填料為力信號(hào)處理層，由多層Ti2C-MXene膜形成，可在外力加載和卸載下壓縮和釋放。底部基板是力信號(hào)轉(zhuǎn)換層，其能夠?qū)⒘π盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。利用COMSOL多物理模擬和密度泛函理論（DFT）計(jì)算，闡明了高斯隨機(jī)分布棘突和Ti2C-MXene膜在柔性觸覺(jué)傳感器中的作用機(jī)理。該傳感器靈敏度可達(dá)507kPa？顯著優(yōu)于報(bào)道的其他同類(lèi)器件。

此外，利用隨機(jī)森林算法（RDFA），首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)盲文的有效識(shí)別。未來(lái)，該研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開(kāi)展大面積、高靈敏、高分辨、自供能傳感器件的研究應(yīng)用，努力實(shí)現(xiàn)柔性傳感器件的產(chǎn)業(yè)化、實(shí)用化。這將有助于推動(dòng)機(jī)器人、可穿戴領(lǐng)域的快速發(fā)展。 　　  

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